In einer neuen Studie haben Wissenschaftler einen Weg gefunden, Laserlicht unglaublich „sauber“ zu machen. Sie sorgen dafür, dass es bei nahezu derselben Wellenlänge stabil bleibt.
Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben den saubersten Laser der Welt entwickelt. Das für den mobilen Einsatz im Weltraum erfundene Gerät erzeugt einen Laserstrahl, der sich mit der Zeit weniger verändert als seine „Kollegen“.
Unter normalen Umständen bewirken Temperaturänderungen und andere Umgebungsfaktoren, dass Laserstrahlen zwischen Wellenlängen schwingen. Forscher bezeichnen solche Erschütterungen als "Linienbreiten", die in Hertz oder Zyklen pro Sekunde gemessen werden. Andere Hochleistungslaser erreichen typischerweise eine Linienbreite von 1000-10000 Hz. Die Rate des neuen Lasers beträgt jedoch nur 20 Hz.
Um diese ultimative Reinheit zu erreichen, verwendete das Team 2 m optische Fasern, die Laserstrahlung mit einer extrem geringen Linienbreite erzeugten. Sie verbesserten dann die Linienbreite, sodass der Laser die aktuelle Wellenlänge im Vergleich zur vorherigen Wellenlänge ständig überprüfen und erforderliche Korrekturen vornehmen konnte. Dies ist eine wichtige Leistung, da die große Linienbreite als eine der Fehlerquellen bei Präzisionsinstrumenten gilt, bei denen die Laserstrahlen verwendet werden. Atomuhren oder ein Detektor für Gravitationswellen mit einem breiten Laser verzerren einfach die realen Daten.
Die Forscher stellten die Portabilität und Kompaktheit des von ihnen erstellten Geräts fest. Aber sie versuchen, eine kleinere Größe zu erreichen. Das Team glaubt, dass die Erfindung in Gravitationswellendetektoren verwendet werden kann.
Gravitationswellendetektoren erfassen den Einfluss großer entfernter Ereignisse auf die Raumzeit. Wenn beispielsweise zwei Schwarze Löcher kollidieren, verursacht die resultierende Stoßwelle Raumoszillationen. Diese Welligkeit wurde erstmals 2015 mit Hilfe von LIGO aufgenommen. Sobald sich die Strahlen änderten, wurde klar, dass etwas die Raumzeit verletzt hatte.
Die Forscher planen, im Orbit größere und genauere Detektoren für Gravitationswellen zu erstellen. Das MIT-Team ist der Ansicht, dass ihre Laser für diese Aufgabe ideal sind.
